什么是WebSocket？在Python中如何应用？

WebSocket 简介

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。它使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，只需要建立一个连接，就可以实时地双向传输数据。

WebSocket的握手机制

‌握手阶段‌：客户端通过HTTP协议向服务器发送一个特殊的请求，请求头中包含Upgrade: websocket和Connection: Upgrade等字段，表明客户端希望升级到WebSocket协议。服务器收到请求后，如果支持WebSocket，会返回一个状态码为101的响应，表示协议切换成功，此时握手完成，连接进入数据通信阶段。
‌数据通信阶段‌：一旦握手成功，客户端和服务器之间建立了一个持久的双向连接，可以随时发送和接收数据。数据以帧的形式传输，可以是文本数据或二进制数据。

WebSocket的特点

‌全双工通信‌：WebSocket允许客户端和服务器之间进行双向数据传输，服务器可以主动向客户端推送数据。
‌轻量级协议‌：WebSocket协议的数据格式比较轻量，通信效率高。
‌支持二进制数据‌：除了文本数据，WebSocket还支持发送和接收二进制数据，如图片、视频等。
‌无同源限制‌：客户端可以与任意服务器通信，无需考虑跨域问题。

WebSocket的优缺点

优点

节省资源‌：WebSocket只需要一次HTTP握手，后续可以通过一个持久连接进行双向通信，减少了HTTP请求的开销。
实时通信‌：服务器可以主动向客户端推送数据，实现实时的双向通信。

缺点‌

‌安全性问题‌：由于WebSocket基于TCP协议，如果网络环境不安全，可能会存在数据泄露的风险。建议使用WSS协议（即WebSocket Secure）来确保数据的安全传输。

WebSocket与HTTP对比

通信模式

1. WebSocket：
   • 支持全双工（Full-Duplex）通信，即客户端和服务器之间可以相互发送消息，而不需要等待请求。
   • 一旦连接建立，除非手动关闭或遇到异常，连接会一直保持，形成长连接。
2. HTTP：
   • 采用请求-响应模型，客户端（例如浏览器）发送请求到服务器，服务器处理后返回响应。
   • 每次客户端要获取数据时，必须发起一个新的请求，形成短连接。虽然HTTP/1.1引入了持久连接（Keep-Alive），但每个请求仍然是独